LCAOS

소개

복합체에서의 공유 결합은 결정장 이론에서 무시되며, 이는 리간드를 점 충전 또는 쌍극자로 취급한다. 오히려, 그것은 결합이 전적으로 이온 성이라고 생각합니다. 전자 스핀 공명 또는 전자 상자성 공명, 핵 자기 공명, 핵 4 중극성 공명 및 전자 스펙트럼을 사용한 Racah 파라미터 계산과 같은 측정은 배위 화합물이 공유 결합을 갖는다는 것을 보여줍니다.

복합체에서의 공유 결합은 리간드 필드 이론 (LFT)에 의해 설명되었다. 리간드 필드 이론에 따르면, 금속과 리간드 사이의 공유 결합은 금속 원자 궤도 및 리간드 그룹 궤도 (LGO)의 선형 조합에 의해 형성된다. 리간드 그룹 궤도의 대칭은 금속 원자 궤도의 대칭과 일치해야하며, 결합 축을 따라 금속 궤도와 LGO가 양의 겹치게됩니다. 궤도 대칭에 기초하여, 분자 궤도를 생성하기 위해 어떤 궤도가 혼합 할 수 있는지, 그리고 하나 이상의 원자 궤도의 상호 작용으로 인해 얼마나 많은 분자 궤도가 발생할 것인지 예측한다.

LCAOS의 의미는 무엇입니까?

원자에서 하나 이상의 전자의 파도 유사 운동을 설명하는 수학적 함수는 원자 궤도로 알려져있다. 이 기능은 원자 핵을 둘러싼 특정 영역에서 전자를 찾을 가능성을 계산하는 데 사용될 수 있습니다. 궤도는 또한 궤도의 특정 수학적 모양에 의해 결정된 바에 따라 전자가 존재하는 것으로 추정 될 수있는 물리적 영역을 지칭 할 수있다.

분자는 함께 결합 된 둘 이상의 원자로 구성됩니다. 분자의 전자 궤도를 특성화하기 위해, 그의 구성 원자의 알려진 궤도를 결합 할 수있다. MOS는 원자 궤도를 병합하여 형성되며 전자가 위치 할 수있는 분자의 위치를 ​​나타냅니다. MO는 분자의 전자 구성을 정의 할 수 있으며, 특히 정 성적 또는 대략적인 응용 분야에서 원자 궤도 (LCAO-MO 접근)의 선형 조합으로 가장 일반적으로 표현된다. 분자 궤도 이론을 통해, 이들 모델은 분자 결합에 대한 단순화 된 설명을 제공한다.

수소의 분자 궤도 다이어그램 MO 다이어그램은 두 원자 사이의 결합 에너지를 효과적으로 보여줍니다. 비 결합 에너지 수준은 결합 된 분자의 에너지 수준보다 크며, 가장 활발한 유리한 배열을 나타냅니다.

원자 궤도의 선형 조합

원자 궤도 또는 LCAO의 선형 조합은 원자 궤도의 양자 중첩 및 분자 궤도를 계산하기위한 양자 화학의 방법이다. 양자 역학에서, 원자 전자 구성은 파도 함수로 표현된다. 수학적 의미에서, 이들 파 함수는 특정 원자의 전자를 특성화하는 기본 기능이다. 화학 반응 화학 결합과 관련된 원자에 대한 전자 파도 기능 (전자 구름이 변하는 궤도 파 함수)을 수정합니다.

시그마 본딩

리간드는 X-, y- 및 Z- 축의 팔면체 복합체에서 금속 양이온에 접근한다. 따라서, LGO는 팔면체 결합 축을 따라 금속 궤도와 겹쳐 시그마 결합을 형성 할 것이다. 원자가 쉘에서 금속 양이온에는 1 개의 NS, 3 개의 NP 및 5 (N-1) D- 궤도가 있습니다. 팔면체 대칭은 S- 궤도를 A1G, P- orbitals로 T1U, DXY, DYZ 및 DZX 궤도로 T2G 및 DX2-Y2 및 DZ2 궤도를 EG 세트로 전환시켰다.

π- 결합

금속 -리간드 시그마 상호 작용 외에도, 팔면체 축에 관한 -상징적 인 궤도를 갖는 많은 리그는 금속 원자 또는 양이온과의 결합 상호 작용이 가능하다. 금속과 리간드 궤도에 적절한 대칭, 비슷한 크기 및 에너지가있는 경우 결합이 중요합니다. 결합에 관여하는 금속 및 리간드 궤도는 M -L 축에 수직이다. 상호 작용을 할 수있는 팔면체 복합체에는 12 개의 리간드 그룹 궤도가있다. 이 LGO는 4 개의 대칭 클래스에 속합니다 :T1g, T2G, T1U 및 T2U.

한편, 팔면체 복합체에서의 전이 금속 양이온은 결합에 대한 올바른 대칭 인 두 가지 유형의 궤도 (T1U 및 T2G)를 갖는다. T1g 및 T2U 리간드 그룹 궤도는 동일한 대칭의 금속 궤도가 없기 때문에 비 결합이다. T1U 대칭의 금속 궤도는 리간드에 지시되므로 시그마 결합에 관여합니다. 따라서, 이러한 궤도는 결합에 사용할 수 없다. 정확한 대칭 (즉, T2G)의 T2g 리간드 그룹 궤도 및 금속 궤도는 금속-리간드-분자 궤도 (즉, 3 개의 결합 분자 궤도 T2G 및 3 개의 항 바이 본딩 분자 궤도 T*2g)를 형성 할 수있다. 결합 분자 궤도 (T2G)는 에너지가 낮고, 안티 본딩 분자 궤도 (T*2g)는 원자 궤도보다 높다. 결합 및 안티 본딩 분자 궤도는 모두 3 개의 퇴화된다. 팔면체 복합체에서, T2g 대칭에 상응하는 리간드 그룹 궤도는 p-, d-, *또는 *일 수있다. 

사면체 복합체에서의 시그마 본딩

사면체 및 정사각형 평면 복합체에 대한 분자 궤도 다이어그램의 구성 절차는 팔면체 복합체의 절차와 동일하다. 각각의 경우, 금속 원자 또는 이온은 결합에 사용할 수있는 동일한 9 개의 원자가 궤도를 사용하지만, 대칭 특성은 각 기하학에 대해 다릅니다. 사면체 ML4 복합체의 금속 S 및 P- 궤도는 각각 A1 및 T2 대칭을 나타낸다. P- 궤도의 균형과 처음 3-d orbitals의 균형은 동일합니다. 즉, T2 대칭.

분자에 대한 Schrödinger wave 방정식을 해결하면 분자 궤도의 파동 함수가 생성됩니다. Schrödinger 방정식을 해결하는 것이 너무 어렵 기 때문에 분자 궤도에 대한 파동 함수를 얻기 위해 근사 방법이 사용됩니다. 원자 궤도의 선형 조합은 가장 널리 퍼진 방법 (LCAO)입니다.

우리는 이미 파동 함수가 원자 궤도를 나타내는 것을 알고 있습니다. 파도 함수 A 및 B로 표시되는 동등한 에너지를 갖는 2 개의 원자 궤도가 2 개의 분자 궤도를 생성하도록 병합된다고 가정한다. 첫 번째는 결합 분자 궤도 (결합)이고, 두 번째는 항체 분자 궤도 (안티 본딩)입니다. 이 두 분자 궤도에 대한 파동 함수의 선형 조합은이 두 분자 궤도의 파동 함수를 생성합니다.

A 및 B Atomic Orbitals는 다음과 같습니다.

결합 =ψa + ψb

안티 본딩 =ψa - ψb

결합 분자 궤도의 발달은 원자 궤도의 건설적인 간섭에 기인 할 수있다. 원자 궤도의 파괴적인 간섭은 안티 딩트 분자 궤도의 형성을 초래할 수 있습니다.

결론

원자 궤도는 전자파의 진폭을 나타내는 파도 함수 ( 's)에 의해 설명 될 수있다. Schrodinger Wave 방정식에 대한 해결책은이를 산출합니다. 그러나, 하나 이상의 전자가있는 시스템에 대해서는 해결할 수 없기 때문에, 분자 궤도를 얻는 것은 분자의 1- 전자파 함수 인 Schrodinger wave 방정식의 용액으로부터 직접 문제가된다. 원자 궤도 (LCAO)의 선형 조합으로 알려진 근사치 가이 문제를 해결하는 데 사용되었습니다. 안티 본딩 궤도의 에너지는 병합 된 모 원자 궤도의 에너지 이상인 반면, 결합 궤도의 에너지는 부모 궤도의 에너지보다 적다는 점은 주목할 가치가있다. 그러나 두 분자 궤도의 전체 에너지는 원래 원자 궤도의 두 분자 궤도와 동일합니다.